#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <vector>
#include <functional>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <atomic>

class ThreadPool
{
    using Functor = std::function<void()>;

public:
    ThreadPool(int thread_count) : _running(true)
    {
        for (int i = 0; i < thread_count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&ThreadPool::entry, this);
        }
    }

    ~ThreadPool()
    {
        if (_running)
        {
            stop();
        }
    }

    template <class Fn, class... Args>
    auto push(Fn &&func, Args... args) -> std::future<decltype(func(args...))>
    {
        // 使用packaged_task封装用户任务
        using return_type = decltype(func(args...));
        auto func_tmp = std::bind(std::forward<Fn>(func), std::forward<Args>(args)...);
        auto pack = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(func_tmp);
        // 获取与用户任务产生关联的future对象
        std::future<return_type> fu = pack->get_future();
        // 封装packaged_task对象为可作为元素的可调用对象
        auto task = [pack]()
        { (*pack)(); };

        {
            // 将封装好的可调用对象放到任务队列中
            std::unique_lock<std::mutex> ul(_mtx);
            _tasks.push_back(task);
            _cond.notify_one();
        }

        return fu;
    }

    void stop()
    {
        _running = false;
        _cond.notify_all();
        for (auto &e : _threads)
        {
            e.join();
        }
    }

private:
    void entry()
    {
        while (_running)
        {
            std::vector<Functor> tmp_tasks;
            {
                std::unique_lock<std::mutex> ul(_mtx);
                _cond.wait(ul, [this]()
                           { return !_tasks.empty() || !_running; });
                std::swap(_tasks, tmp_tasks);
            }

            for(auto& task : tmp_tasks)
            {
                task();
            }
        }
    }

private:
    std::mutex _mtx;
    std::condition_variable _cond;

    std::atomic<bool> _running;

    std::vector<Functor> _tasks;
    std::vector<std::thread> _threads;
};

// //
// class ThreadPool
// {
// public:
//     // using Functor = std::function<void(void)>;
//     using Functor = std::packaged_task<void(void)>;

//     ThreadPool(int thread_num) : _stop(false)
//     {
//         for (int i = 0; i < thread_num; i++)
//         {
//             _threads.emplace_back(&ThreadPool::entry, this);
//         }
//     }

//     void stop()
//     {
//         _stop = true;
//         cond.notify_all();

//         for (auto &e : _threads)
//         {
//             e.join();
//         }
//     }

//     // 该函数用来接收用户要执行的函数，接收到之后，将他封装为一个异步任务（packaged_task）然后交给任务队列，让线程来执行它
//     // 并返回用户需要的结果（使用future携带）
//     template <class Fn, class... Args>
//     // 这里使用auto + ->decltype(fn(args...)) 可以自动推导出用户传入函数的返回类型
//     auto push(Fn &&fn, Args &&...args) -> std::future<decltype(fn(args...))>
//     {
//         using return_type = decltype(fn(args...));
//         auto func_task = std::bind(std::forward<Fn>(fn), std::forward<Args>(args)...);
//         // 制定package_task对象
//         // auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(func_task);
//         std::packaged_task<return_type()> pack(func_task);
//         std::future<return_type> fu = pack.get_future();

//         // 可执行对象加入到任务队列中
//         {
//             std::unique_lock<std::mutex> ul(_mtx);
//             // std::cout << "可执行对象加入到任务队列中" << std::endl;
//             // _tasks.push_back([task]()
//             //                  { (*task)(); });
//             _tasks.push_back(std::move(pack));
//             cond.notify_one();
//         }
//         return fu;
//     }

//     ~ThreadPool()
//     {
//         if (!_stop)
//         {
//             stop();
//         }
//     }

// private:
//     void entry()
//     {
//         while (!_stop)
//         {
//             std::vector<Functor> tasks_tmp;
//             {
//                 std::unique_lock<std::mutex> ul(_mtx);
//                 // std::cout << "开始等待" << std::endl;
//                 cond.wait(ul, [this]()
//                           { return !_tasks.empty() || _stop; });
//                 std::swap(_tasks, tasks_tmp);
//             }

//             for (auto &e : tasks_tmp)
//             {
//                 e();
//             }
//         }
//     }

// private:
//     std::mutex _mtx;
//     std::condition_variable cond;

//     std::vector<Functor> _tasks;

//     std::vector<std::thread> _threads;

//     std::atomic<bool> _stop;
// };